Physikerboard.de :: Thema-Überblick - Beschleunigung Walze-Ziegel auf schiefer Ebene

Packo · Verfasst am: 20. Jan 2013 08:53 Titel:

Um die Umfangskraft zu ermitteln, nimmt man den Drehimpulssatz (Drallsatz):
Drehmoment = Ic*ω (muss auf den Schwerpunkt bezogen sein).

Die kinetische Energie einer Walze kann man auf zweierlei Weise rechnen.
Ich zeige dies an einer Walze, die auf horizontaler Ebene gleitungsfrei rollt. vc sei dabei die Geschwindigkeit des Schwerpunktes.
1.Methode
Man zerlegt die Bewegung in eine Translation und eine Rotation um den Schwerachse.

Ic ist das Trägheitsmoment auf die Schwerpunktachse bezogen. Ic=1/2*m*R².
Es gilt die Rollbedingung vc = ω*R

2. Methode
Im betrachteten Augenblick, rotiert die Walze um den Berührpunkt mit der Ebene (= Punkt A).
(dies ist die einzige Bewegung)

Blubberblub · Verfasst am: 19. Jan 2013 17:39 Titel:

Ich hab jetzt noch mal eine Verständnisfrage: In der Musterlösung (mit Energieansatz) Berechnen die das Trägheitsmoment in dem sie die Drehachse auf die Ebene legen und dann mit Satz von Steiner, also die kommen auf I=3/2mr². Bei dir ist die Drehachse die Symmetrieachse.

Warum muss ich bei dem Energieansatz die Drehachse anders legen, als beim Kraftansatz?

Packo · Verfasst am: 19. Jan 2013 17:04 Titel:

Diese Kraft musst du zu deinen Hangabtriebskräften addieren (negativ!).

Blubberblub · Verfasst am: 19. Jan 2013 16:57 Titel:

hm. Danke schön. Irgendwie war mir nicht ganz klar, dass so eine Kraft überhaupt existiert. Ich dachte es würde keinen unterschied machen, ob die Walze nun rollt oder gleitet. Physik ist nicht so meins.

Packo · Verfasst am: 19. Jan 2013 16:35 Titel:

Fk ist die tangentielle Kraft, die auf die Walse wirkt und sie in Drehung versetzt.
Sie wird durch die Haftreibung zwischen Walze und Ebene erzeugt.

Fk erechnet sich aus:

Blubberblub · Verfasst am: 19. Jan 2013 16:20 Titel:

hmm... und wie berechne ich dann die Kontaktkraft?

Packo · Verfasst am: 19. Jan 2013 16:18 Titel:

Dann kommt aber niemals das gegebene Resultat heraus und die Walze würde sich auch nie drehen.
Fk ist auch keine "Rollreibungskraft".

Blubberblub · Verfasst am: 19. Jan 2013 16:12 Titel:

Du meinst die Rollreibungskraft? Mein Fehler, ich hab in der Aufgabe vergessen zu erwähnen, dass diese unberücksichtigt bleiben soll.

Packo · Verfasst am: 19. Jan 2013 16:02 Titel:

Und wo ist die Kontaktkraft (nennen wir sie Fk) zwischen der Walze und der Ebene?

Blubberblub · Verfasst am: 19. Jan 2013 15:24 Titel:

Ich dachte, ich hätte alle berücksichtig... ich weiß immer noch nicht, wo mein Fehler liegt.
also ich hab die Hangabtriebskraft berechnet, die ist

und die Reibungskraft

und dann

Packo · Verfasst am: 19. Jan 2013 09:04 Titel:

Natürlich geht es auch mit Newton.

Du musst jedoch alle Kräfte berücksichtigen.

Wie lautet denn dein Ansatz: Kraft = Masse mal Beschleunigung?

Blubberblub

Meine Frage:
Hey, die Aufgabe ist folgende: Eine Walze (m1=8kg, d=10chm) befindet sich auf einer geneigten Ebene (alpha=30 grad). An ihr ist mit einem Faden ein Ziegelstein befestigt (m2=4kg). Die Gleitreibungszahl zwischen Ziegelstein und Ebene beträgt 0.6. Zu berechnen ist die Beschleunigung.

Meine Ideen:
Meine Idee war es, das über Kräftezerlegung zu machen. Dazu hab ich die Hangabtriebskraft und die Reibungskraft, die nur auf m2 wirkt berechnet.

mein Ergebnis ist also folgendes:

Nach a umgestellt erhält man die Beschleunigung.
Das Problem: Meine Lösung ist nicht richtig. In der Lösung steht, das müssten

sein. Die Musterlösung wurde mit dem Energieansatz gemacht. Aber mit Kräftezerlegung müsste es doch auch gehen. Wo ist mein Denkfehler? Ich danke für Antworten.